高铬铸铁衬板裂纹原因分析.
第２９卷第６期
２００８年１２月
热处理技术与装备
ＲＥＣＨ砌ＪＩＳＨＵ
ＹＵＺＨＵＡＮＧＢＥＩ
Ｖｄ．２９．Ｎｏ．６
Ｄｅｃ．，２００８
?现场经验?
高铬铸铁衬板裂纹原因分析
李振球１，付向上１，杨乘东２，程翔１
（１．江铜集团德兴铸造有限公司，德兴江西３３４２２４；２．昆明理工大学材料学院，云南昆明６５００２１）摘要：分析高铬铸铁的大型立磨机衬板热处理过程中产生裂纹的原因，结果表明：预埋铁设计放置
位置欠佳，造成产品的铸造残余应力过大。以至于在热处理加热时的临时热应力与铸造残余应力叠
加，而使预埋铁的近区产生裂纹。
关键词：裂纹；铸造残余应力；临时热应力；预埋铁中图分类号：ＴＧｌ６３文献标识码：Ａ
文章编号：１６７３－４９７１（２００８）０６—００６１－０２
ＴｈｅＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＲｅａｓｏｎｓＦｏｒｍｅｄＣｒａｃｋｌｅｓｉｎｔｈｅ??Ｕｎｄｅｒｂｏａｒｄｉｎｇｏｆ
ＩＩｉｇｈ
ＣｒＣａｓｔＩｒｏｎ
ＬＩ
Ｚｈｅｎｇ—ｑｉｕｌ，Ｆｕ
Ｘｉｎｇ—ｓｈａｎ９１，ＹＡＮＧ
Ｃｈｅｎｇ－ｄｏｎ矿，ＣＨＥＮＧ
Ｘｉａｎｇ
（１．ＤｅｂｕｇＣａｓｔｉｎｇＣｏ．Ｌｔｄ．，ＪｉａｎｇｘｉＣｏｐｐｅｒ
Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｓｅｘｉｎｇ
ＪｉａＩＩ鲥３３４２２４，Ｃｈｉｎａ；
２．ＣｏｎｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＫｕｎｍｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｆｆｌ，ＫｕｎｍｉｎｇＹｕｎｎａｎ６５００２１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｓｉｓｅｄｔｈｅ
ｒ，ＢＲ，．ｑｏｎ８
ｆｏｒｍｅｄｃｒａｃｋｌ伪ｉｎｔｈｅｕｎｄｅｒｂｏａｒｄｉｎｇｔｈａｔｌｎａｄｅｏｆｈｉ曲Ｃｒ
ｃａｓｔｉｒｏｎ
ｏｎ婚ｓｃａｌｅ
ｖｅｒｔｉｃａｌｍｉｌｌｄｕｒｉｎｇｔｈｅｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅＣａｓｔｒｅｓｉｄｕａｌｓｔｒｅｓｓ
ｇｒｏｗｓｅｘｃｅｓｓｉｖｅｄｕｅｔｏｔｈｅｒｅ，＆ｓｏｎｌｅｓｓｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆ
ｅｍｂｅｄｄｅｄ
ｉｒｏｎ，ＳＯａｓｔｏｓｕｐｅｒｐｏｓｅｔｈｅｔｅｍｐｏｒａｒｙｔｈｅｒｍａｌ
ｓｔｒｅｓｓ
ａｎｄｃａｓｔｒｅｓｉｄｕａｌ
ｓｔ煳，ｗｈｉｌｅｔｈｅ
ｈｅａｔｉｎｇｉｎｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｗｈｉｃｈｒｅｓｕｌｔｓｉｎｔｈｅｃｒａｃｋｌ伪ｔｏ
ａｐｐｅｍ七
ｎｅ．Ａｌｔｒ
ｔｌｌｅｅｍｂｅｄｄｅｄｉｒｏｎ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｒａｃｋｌｅ；ｃａｓｔｒｅｓｉｄｕａｌ
ｓｔｒｅｓｓ；ｔｅｍｐｏｒａｒｙｔｈｅｒｍａｌｓｔｒｅｓｓ；ｅｍｂｅｄｄｅｄ
ｉｒｏｎ
我公司为一厂商生产的立磨机衬板，有十几个型号品种，上百吨产品，仅型号为１－５２一ＡＩＯＩ的三件产品，经热处理后发现裂纹。该型号产品是高铬铸铁材质，成分（质量分数，％）Ｃ
２．４５—２．７５、ＭｎＩ．１
一１．４、Ｃｒ１９—２１、Ｍ００．７一Ｏ．９、Ｓｉ０．３—０．６、Ｎｉ０．８
一１．０、Ｓ＜０．０６、Ｐ＜０．０６单重１２６８ｋｓ一次连续生产了４０件。出厂前每件都经严格的着色探伤检验，化学成份均符合厂商的要求。
经过打磨发现铸件表面出现清晰的细小裂纹，如图１中Ａ和Ｂ以及图２中Ｃ位置所示，均可以看到细小清晰的裂纹。而这类裂纹仅在此面上出现。由
于高铬铸铁的凝固温度范围比较宽…，而且其有效
凝固温度范围也宽，铸件凝固时固相线收缩开始得
早，固相晶粒骨架随着降温而发生的线收缩值就大，
图１铸件裂纹
Ｆｉｇ．１Ｔｈｅ
ｃａｓｔｉｎｇ
ｅｍｅｋｌｅ
收稿暑期＂－２００８－－０５一０５
作者简介：李振球（１９７１一），男，机械工程师，主要从事铸造产品的质量、销售及经营管理的工作。
联系电话：０７９３－７７００１６３；Ｅ—ｍａｉｌ：１．。ｑＴｌｌｌ２５＠１６３．ｃｏｉｎ
万方数据
?６２?
热处理技术与装备第２９卷
一旦线收缩受阻，就会产生很大的拉应力。而宽凝固温度范围的合金，由于其凝固区域宽，晶粒问液相，渗流流动路程长而曲折，难以填补固相结晶产生的空隙（热裂缝），其治愈热裂的能力很差，故该类合金铸件容易产生热裂（包括内热裂和外热裂）。内热裂主要产生在厚实铸件最后凝固的中心部位，或产生于补缩不良的缩孔的尾部，延伸人铸件中…。
为防止产生上述裂纹，在设计冒口直径和高度时
依照：冒Ｅｌ直径Ｄ≥１．１Ｔ（Ｔ为铸件壁厚）、冒口高度Ｈ＞２．０Ｄ（Ｄ为冒口根部直径）设计，冒口起到很好的补缩效果，这也在很大程度上抑制内热裂的产生。
图２铸件裂纹
Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｅａａｔｉｎ￥ｃｒａｃｋｌｅ
对于已经设计好的铸造工艺，我们运用华铸ＣＡＥ／ＩｎｔｅＣＡＳＴ一铸造工艺分析软件对产品的铸造工艺，进行了凝固过程的模拟分析，模拟分析结果显示（如图３），靠近上表面的心部位置为最后凝固的部位，而衬板中的裂纹出现在下表面。所以可以初步确定图ｌ中Ａ、Ｂ两处的裂纹和图２中Ｃ处的裂纹不是由铸件内部存在的内热裂扩散形成的。
高铬铸铁衬板的铸件成品，在清砂及其后的打磨过程中，如操作不当也可能会产生裂纹。精整打磨的过程中，由于高铬铸铁导热性差…，如果在同一
个地方打磨的时间过长，会使局部温度升得过快、过
高而产生磨削裂纹，我们打磨时都是两块产品交叉磨，在磨削面上也是各点交叉磨，而且根据气温的高低确定打磨速度，气温越低打磨速度越慢，对一件产
品做到人停，机不停地磨，有效避免磨削裂纹的出
现。并对每一件产品进行着色探伤，从没发现过该处有裂纹。所以热处理前铸件外热裂也不存。
浇注时冒口及浇注位置如图３所示，铸件在冷
却过程中，下表面受到残余热拉应力的作用，上表面
则是残余热压应力，衬板结构属于柔性结构，在铸造应力的作用下，可以通过部分变形来松弛铸造应力。铸件下表面的前后和左右两组弧线的弧度不一样，
图３凝固模拟示意图
Ｆｉｇ．３Ｓｋｅｔｃｈ
ｍａｐ
０ｆ
ｃｏｎｅ枷ｎｇ
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
左右两边的弧度大于前后的弧度，弧度越大，承受变形的能力越弱，所以左右两边能够承受变形的能力弱于前后两边，在相同的应力条件下，左右出现裂纹的几率较大。从图２可以看到，在铸件一侧离下表面弧线比较近的地方，放置了一个便
于切削加工的低碳钢的“预埋铁”，这个“预埋铁”，如同”内冷铁”对过热铁水起激冷作用，在它的周围首先形成了一层细密的过冷组织。它的存在不但会产生一定的组
织应力，还割裂了材料承受应力的整体性，使有效承
受变形的区域减小，使得应力更加集中（主要集中于预埋铁正下方两边的区域以及图１中裂纹Ｂ附近区域），所以在”预埋铁”的一侧更容易出现裂纹。
图４合理的预埋铁位置
ｆ％．４ｌｔｅ拈∞ａｂｌｅｐ∞ｉｔｉｏｎｏｆｅｍｂｅｄｄｅｄｉｒｏｎ
如图４所示，相同材质类型的另一种衬板（型号１－５一Ａ８１，重７４８ｋｇ）由于其加工螺纹孔的”预埋铁”
设计在该面的相对中心的位置，没出现过裂纹。
在图ｌ、图２的衬板中，裂纹都只出现在有”预埋
铁１’的一侧，一旦裂纹形成，便往圆孔处扩展，图２中
Ｃ所指的裂纹就是往”预埋铁”处扩散。而对于圆孔正下方的区域，由于”预埋铁”与下表面之间的距离比较远，凝固过程中这部分不会产生很大的应力，产
生裂纹的可能性很小。”预埋铁”上表面即裂纹Ｂ附
近区域，由于圆孔半径小，弧度大，是应力集中的主要部位，受到很强拉应力的作用，很可能形成裂纹源并向铸件中心扩散，图１中裂纹Ｂ的源头就是”预埋铁”的圆弧处。
（下转第６５页）
万方数据
第６期郑益等：ＫＲ６６８０水溶性淬火介质在大型曲轴调质处理中的应用
?６５?
现微裂纹和开裂的倾向。２．３试验数据及结果
按上述方案进行工艺试验，生产了两根曲轴，试
验数据见下表１。
各项试验数据满足技术要求，以前在调质过程中出现的掉角现象没有了，对曲轴进行磁粉探伤，没有出现微裂纹，试验结果达到了预期的效果。
￡
髓
赠
时间／Ｉｌ“）淬火工艺曲线
表１曲轴调质后力学性能数据
Ｔａｂｌｅ
ｌ
Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐ阳ｐｅ柑髑＊ｄｋ－ｒ
ｑｕ∞ｅｈｎｇａｎｄ
ｔｅＩＩｌｐｅｄｎｇ
芝
魁赠
时间，ｈ（ｂ）回火工艺曲线
图４曲轴调质工艺曲线
Ｆｉｇ．１
Ｑｌｌｅｎｃｈｉｎｇａｎｄｔｅｍｐｅｒｉｎｇ
ｍＩｒｖｅ０ｆｅｎｍｋ８ｈａｆｔ
３结论
使用ＫＲ６６８０淬火液对曲轴进行淬火，能够满足曲轴的各项技术要求，相对于以前的双液淬火，降低了工人的操作难度，提高了产品的质量和热处理稳定性，解决了以前长期困扰公司多年的生产瓶颈，达
到了预期的试验效果。该公司目前已稳定生产半年
多，没有在调质过程中出现问题，由于淬火介质消耗
量很小，产品质量稳定，得到了客户的高度赞扬。
参
考
文
献
［１］
ＫＲ６６８０产品说明书，南京科润工业介质有限公司．
［２］热处理手册（２）［Ｍ］．机械工业出版社，２００１．［３］杨淑范．淬火介质［１ｔｆ］．１９９０．
—止—衄—“．‘‘Ｌ．‘ｔ—４．．¨—事Ｌ＿｜ｌＬＪｌＬ．‘ＩＬ—止—啦—止Ｊ．ＬＪ－ＬｊＩＬ—．Ｌ—止—吐—啦—舢—¨—Ｕ—事ＬＪＬ●１．Ｉ‘止—“—啦—“．｜＾Ｌ—．Ｌ—乩—¨—“—舢—●Ｌ．｜止—扯—址—止—业—‘‘Ｌ．１止一‘ＩＬ
（上接第６２页）
高铬铸铁衬板在热处理前未发现裂纹，那是因
为最大残余热应力未超过高铬铸铁的抗拉强度曲，
才没有产生裂源。但是在上述部位仍然存在着很强的残余热应力。
在热处理时应该充分考虑，升温时要着重防止残余热应力的影响，铸件的升温要缓慢，加热到一定的温度要保温一段时间，要使得铸件表面各点的温度均匀，产品的表面与心部温差很小，达到以塑性变形为主的状态，通过塑性变形或蠕变变形使残余应力松弛而消除或显著减小铸件残余应力Ｌ３Ｊ。
铸件在进行热处理的过程中，除了热处理的工艺设计需要合理外，铸件在热处理炉中的码放也很重要的。如果装炉时，铸件的码放使得铸件之间无足够的加热空间，会使铸件局部升温过快产生新的热应力。如果码放得不好，加热升温速度又过快，就会由于高铬铸铁导热性差，铸件的表面和心部升温的速度快慢不同，造成线膨胀速率高低不等，产生很大的临时热应力。若此时的临时热应力和原有的残
余应力因为方向相同而相互叠加，应力值超过高铬
铸铁的抗拉强度叮。，就会产生热处理裂纹。
因此，铸件在热处理之前的去应力退火，在热处理过程中装炉时保证有足够的加热空间，以及合适的加热升温速度（必要时当温度升到一定值之后应
保温一段时间，使铸件表面和心部温度相同后再继
续升温），这三个方面如果处理得不好，会在热处理的过程中出现裂纹。
综上所述产生裂纹的原因是：由于加热过程的临时热应力与因产品结构因素造成的铸造应力叠加产生的。
参
考文
献
［１］郝石坚．高铬耐磨铸铁．北京：煤炭工业出版社，１９９３：
１８—３７．
［２］陈国桢，肖柯则，姜不居．铸件缺陷和对策手册．北京：
机械工业出版社，１９９６：１７４－２１６．
［３］崔忠圻．金属学与热处理．北京：机械工业出版社，
２０００：２９０—２９５．
万方数据
高铬铸铁衬板裂纹原因分析
作者：李振球，付向上，杨乘东，程翔， LI Zheng-qiu， FU Xing-shang，YANG Cheng-dong， CHENG Xiang
作者单位：
李振球,付向上,程翔,LI Zheng-qiu,FU Xing-shang,CHENG Xiang(江铜集团德兴铸造有限公司,德兴,江西,334224，杨乘东,YANG Cheng-dong(昆明理工大学材料学院,云南,昆明,650021
刊名：热处理技术与装备
英文刊名：HEAT TREATMENT TECHNOLOGY AND EQUIPMENT年，卷(期：
2008,29(6
参考文献(3条
1. 崔忠圻金属学与热处理 2000
2. 陈国桢;肖柯则;姜不居铸件缺陷和对策手册 1996
3. 郝石坚高铬耐磨铸铁1993
本文链接：https://www.360docs.net/doc/382921587.html,/Periodical_gwjsrcl200806016.aspx
白口铸铁的分类及高铬白口铸铁的应用
白口铸铁的分类及高铬白口铸铁的应用 白口铸铁是应用较早也是比较广泛的一类耐磨材料，中国早在春秋时代就制成了抗磨性良好的白口铸铁，用作一些抗磨零件。白口铸铁包括普通白口铸铁、低合金白口铸铁、中合金白口铸铁，高合金白口铸铁。普通白口铸铁是不添加合金元素的普通白口铸铁，工程上被应用于耐磨性要求不高的抗磨铸件。低合金白口铸铁脆性仍较大，适用于对耐磨性和韧性要求不太高的场合。中合金白口铸铁以铬为主要合金元素，加入铬量达9%时，这种碳化物呈孤立杆状或板状形态，连续性差，所以韧性好、强度高。目前用得最广泛的是高合金白口铸铁中含铬量为12％～20％的高铬白口铸铁，具有较高的硬度，良好的耐磨性和韧性，广泛应用于采矿、水泥、电力、筑路机械等方面。 随着高铬白口铸铁的应用日益广泛，各种新型刀具如硬质合金刀具，陶瓷刀具和立方氮化硼刀具等超硬刀具的应用也日趋广泛。但只有选择正确的刀具，才能更好的解决高铬白口铸铁难加工的问题。以前和华菱刀具工程师交谈时听说华菱立方氮化硼刀具BN-K1加工高铬白口铸铁效果更明显。原因是华菱超硬立方氮化硼刀具BN-K1属于非金属粘合剂，是整体聚晶立方氮化硼刀具，其硬度高，具有良好的耐磨性和抗冲击性能，可有效提高加工效率。 华菱超硬是一家集超硬刀具设计，生产，技术服务于一体的中国民族企业，其刀具方案可全方位、高效的完成硬材料加工行业领域的各种零部件的车削、铣削等一系列加工。目前被广泛应用于高硬度材料，热处理后的高硬度工件，和其他难切削材料的零件领域。自创立以来，与多家机械零部件商家建立了长期合作伙伴关系。 以下是华菱立方氮化硼刀具BN-K1加工高铬白口铸铁的实际加工案例。 一、高铬白口铸铁的特性 高铬白口铸铁是继普通白口铸铁、镍硬铸铁发展起来的第三代白口铸铁。目前高铬铸铁已经是世所公认的优良的耐磨材料，在采矿、水泥、电力、筑路机械、耐火材料等方面应用十分广泛。高铬白口铸铁作为耐磨铸件在不做任何热处理的情况下，硬度一般在HRC45以上，抗拉强度为650～850MPa。并且高铬白口铸铁时铸造成型的，尤其铸造出的大件切削量余大，并且表面会有夹砂，气孔等铸造缺陷。所以在加工高铬白口铸铁时，选择正确的刀具很重要。 二、加工高铬白口铸铁的刀具选择 高铬铸铁作为难切削材料之一，由于硬度高，硬质合金刀具磨损较快，很难正常加工，而陶瓷刀具由于脆性大的原因，一般只用于精加工中；之后华菱推出的专为高铬白口铸铁研发的整体聚晶立方氮化硼刀具BN-K1，其硬度比硬质合金高四倍，比陶瓷刀具高两倍，并且立方氮化硼刀具BN-K1属于非金属粘合剂，具有良好的耐磨性和抗冲击性能，可提高加工效率，降低加工成本。
高铬耐蚀铸铁
高铬耐蚀铸铁 成分组织和性能 高铬耐蚀铸铁中铬的质量分数为20-36%，在氧化性腐蚀介质中，其表面能生成一层很薄（约10nm）且附着紧密的氧化膜，从而大大提高了耐腐蚀性。高铬耐蚀铸铁属于白口铸铁，其硬度较高，因此不但耐蚀性好，还有优异的抗固液两相流冲蚀磨损性能，其耐热性也很好。 高铬耐蚀铸铁的金相组织为合金基体上较均匀分布着碳化物，基体可以是铁素体、奥氏体或铁素体＋奥氏体混合基体。当合金含碳量较低（＜1.3%C），且奥氏体稳定元素镍、铜、氮含量很少时，基体为铁素体；当含碳量较高，或含一定量奥氏体稳定化合金元素时，基体为奥氏体，或奥氏体加铁素体混合基体。高铬耐蚀铸铁的化学成分和力学性能分别见表 高铬耐蚀铸铁的碳化物数量取决于其化学成分，主要与碳、硅和铬有关。碳、硅、铬量高，碳化物数量多，碳增加碳化物的作用最大，硅的作用是碳的1/4，铬的作用是碳的1/30。碳化物主要是凝固过程中形成的共晶碳化物。 高铬耐蚀铸铁中的碳化物的耐蚀性优于基体，提高耐蚀性的关键是提高基体的耐蚀性，而基体的耐蚀性主要取决于其含铬量。 高铬耐蚀铸铁中加入钼、镍和铜可进一步增加耐蚀性，特别是在酸性介质中的耐蚀性。但随镍和铜加入量增加，铸铁基体由铁素体变为奥氏体，耐相间腐蚀（与晶间腐蚀现象一致）性能下降。 铁素体高铬耐蚀铸铁很脆，含铬量越高，脆性越大。奥氏体基体的高铬耐蚀铸铁，如-". 合金，有较高的力学性能，强韧性优于普通灰铸铁。
同普通的高铬抗磨铸铁相比，高铬耐蚀铸铁的碳含量低，铬含量高，因而其流动性更差，铁液氧化倾向更大，收缩和热裂倾向也更大。 工艺特性及化学成分 化学成分对高铬耐蚀铸铁的使用性能有显著影响。铬的含量越高，铸造工艺性越差，但铬含量范围是根据铸件的使用环境确定的，降低铬会影响铸件的使用性能。碳和硅高有利于改善铁液的流动性，提高充型能力，降低氧化倾向，减少铸件的冷隔和皱皮缺陷，但也增加合金的脆性。在铁素体基体的高铬耐蚀铸铁中，硅含量高会显著粗化合金显微组织，增加合金脆性；在奥氏体基体高铬耐蚀铸铁中硅对力学性能没有显著影响。锰对高铬耐蚀铸铁的使用性能没有明显影响，锰含量高有利于铁液脱氧，改善充型能力。磷和硫含量高会增加合金晶界夹杂物，对韧性不利，故磷、硫含量越低越好。 钼对铸造工艺性能的影响与铬类似。镍和铜对合金铸造工艺性没有明显影响，但可改善合金的力学性能。镍、铜和碳对合金基体组织的影响必须十分注意。不含镍或含很少量镍时，其晶间腐蚀特性与铁素体不锈钢相同，即从高温缓慢冷却，其耐蚀性好；从高温快冷，被敏化，发生晶间腐蚀。当含镍量增加到一定值，基体中尚未出现奥氏体时，合金的敏化特点就发生转变，从高温快冷不敏化，慢冷则发生敏化，这与奥氏体不锈钢有相同的敏化特征。奥氏体基体和奥氏体" 铁素体混合基体的高铬耐蚀铸铁的敏化特性都与奥氏体不锈钢相同。 奥氏体基体的高铬耐蚀铸铁力学性能，特别是韧性不但远高于铁素体耐蚀高铬铸铁，也高于用于耐磨的高铬铸铁，其冷裂倾向也小于后两者。 无论是奥氏体还是铁素体的高铬耐蚀铸铁，机械加工性能都大大优于耐磨高铬铸铁，可以实施各种加工。铁素体高铬耐蚀铸铁加工性能比奥氏体高铬耐蚀铸铁更好一些。 铸件热处理高铬耐蚀铸铁件都可以铸态使用，铁素体高铬耐蚀铸铁退火后可以改善加工性和耐蚀性。退火工艺是把铸件缓慢加热到820 －850℃之后保温，出炉空冷。当加热温度大于860℃时，铁素体高铬耐蚀铸铁会发生敏化，耐蚀性降低。如果在700－800℃之间停留时间过长，Cr28以上铁素体高铬耐蚀铸铁可能产生硬而脆的σ相，使力学性能和耐蚀性降低，在370-540℃之间长期保温，铁素体高铬耐蚀铸铁还会发生脆性转变，使韧性大大降低，硬度升高。 奥氏体基体高铬耐蚀铸铁的热处理特性与奥氏体钢相同，经高温固溶处理可以进一步改善韧性和耐蚀性，但由于淬火过程中铸件有开裂的危险，一般不能采用。在600-900℃之间保温会有二次碳化物析出，硬度提高，韧性和耐蚀性都稍有下降，在合金耐蚀性足够，需要进一步提高硬度时可以采用，但保温时间不能过长，否则可能有σ相析出。如果铸件需消除铸造应力，可以加热到430-480℃保温，保温时间按铸件厚度，每25mm 保温4h，保温后随炉缓冷。 高铬白口铸铁 合金元素的作用 碳：提高碳量则增加碳化物数量，其效果比提高铬量更为显著。碳化物体积分数可以用下式估算。 增加碳化物数量能提高抗磨性，但降低韧度。 铬：铬是高铬白口铸铁中的主要合金元素。铬除与碳形成碳化物外，尚有部分溶解于奥氏体中，提高淬透性。淬透性随Cr/C的增加而提高。基体中铬的质量分数可以下式估算。
高铬铸铁热处理工艺
高铬铸铁热处理工艺 化学成分:C2.05，Si1.40，Mn0.78，Cr26.03，Ni0.81，Mo0.35 1、常用的高铬铸铁的热处理工艺是加热到950~1000℃，经保温空冷淬火后再进行 200~260℃的低温回火。 2、2、高温团球化处理1140~1180℃保温16h空冷却，可以明显提高冲击韧度和耐磨性能。 高温团球化处理可使碳化物全部呈团球状，可消除或减少大块状和连续网状碳化物对基体的隔裂作用，经团球化的碳化物受到更加均匀的基体支撑，特别受到一定数量的奥氏体的支撑。如果适当减少保温时间，对薄截面零件也可以取得效果。该工艺的不足是工艺消耗热能较多。 加热到1050℃，经保温空淬火后再进行550℃的回火,效果会怎么样? 要控制加热速度，最好在650? ?? ?750? ?? ?? ? 850? ?? ? 时保温一定时间。我以前做过，正火就可以了。硬度能做到61----65HRC 成熟工艺是：铸造后软化退火，便于加工，加工后空冷淬火加低温去应力回火。使用硬度一般要求为HRC58-62，多用于比如渣浆泵零部件等耐磨易损件。 我们这里是高铬生产基地，一般提供Cr24，Cr26，Cr28，Cr15Mo3等，价格是不便宜的。价格要包括中间的软化退火和精加后的淬火及回火。楼主的材料应该叫Cr26 做高铬磨球的，Cr%=10.2~10.5%，C%=2.2~2.7%，Si、S双零以下，要求硬度HRC>58 我们现在用的是淬火液淬火，淬火工艺参数是：650度保温2小时，升温到960度保温3.5小时淬火；回火温度380~400，保温4~6小时。磨球规格φ40-φ80。 工艺是1050淬火+250~350回火 金属耐磨材料在水泥企业的研究和应用 [摘要] 本文从金属耐磨材料的概述、水泥企业常用的耐磨材料以及根据磨损原理具体的选用金属耐磨材料,对金属耐磨材料进行了研究、分析,对其他选用金属耐磨材料给予一定的参考和借鉴。 [关键词] 金属耐磨材料水泥企业研究应用 一、金属耐磨材料的概述 材料的耐磨性不仅决定于材料的硬度Hm,而且更主要的是决定于材料硬度Hm和磨料硬度Ha的比值。当Hm/Ha比值超过一定值后,磨损量便会迅速降低。 当Hm/Ha≤0.5-0.8时为硬磨料磨损,此时增加材料的硬度对材料的耐磨性增加不大。 当Hm/Ha>0.5-0.8时为软磨料磨损,此时增加材料的硬度,便会迅速地提高材料的耐磨性。 金属耐磨材料一般都指的是耐磨钢,能抵抗磨料磨损的钢。这类钢还没有成为一个完全独立的钢种,其中公认的耐磨钢是高锰钢。 二、水泥企业主要使用的耐磨钢
高铬铸铁金相组织
通过试验研究，得到铸态高铬白口铸铁的金相组织主要为：铬奥氏体加M7C3共晶碳化物和铬屈氏体加M7C3共晶碳化物；采用稀土变质处理，可使晶粒细化，从而有效地提高机械性能和抗磨性能。 关键词：铸态高铬白口铸铁；稀土；抗磨性能 高铬铸铁是一种常用的抗磨铸铁。铬的大量加入，使碳化物变成具有更高硬度(1300～1800HV)的M7C3型碳化物，从而提高了抗磨性。在此同时，凝固过程中M7C3型碳化物形成了孤立分布的杆状组织，使得高铬白口铸铁的韧性有了一定程度的改善。目前国内外生产的高铬白口铸铁大多要经过高温淬火加回火处理工艺，以获得马氏体基体，然而这种基体作为水泥磨机磨球材料在高应力小能量的三体磨损中，其韧性仍显不足。并且生产周期长，工艺复杂，设备投资、能源消耗和劳动强度均较大。 本文通过试验对含碳量在亚共晶区，含铬15％左右的高铬白口铸铁进行了铸态金相组织分析及性能研究。试验结果表明：铸态高铬白口铸铁的主要金相组织是铬奥氏体加M7C3共晶碳化物和铬屈氏体加M7C3共晶碳化物。经过稀土变质处理后，可有效改善碳化物形态及分布，均匀组织，细化晶粒，明显提高韧性和强度，提高抗磨性。 一、试验方法及结果 试验用的合金材料在酸性中频无芯感应电炉内熔化，熔化温度在1530℃以上，浇注温度为1380～1450℃，砂型铸造。化学成分、机械性能和金相组织见表l。
机槭性能试验：冲击韧性在JB30A摆锤式冲击试验机上测定，试样尺寸10×lO×55mm，无缺口，不加工。 磨损性能试验在AMSLERAl35/138型动载磨损试验机上进行．试样尺寸Φ32×10mm．中心孔直径Φ6mm，磨料采用28/75目石英砂．试验前预磨lh，三体磨损加水平和垂直方向的冲击，冲击载荷为50～100kg．正式磨损时间20h。试验的失重值在自动电光分析天平上测定． 二、金相组织分析 1 含碳量对金相组织的影响 由表l可知lA、4A基体组织均为屈氏体加M7C3当成分中的含碳量增加时，共晶M7C3的数量增加，形态亦从短小片状向粗大片状发展。M7C3具有高的硬度和高的磨料磨损抗力，数量增加能提高抗磨性；但碳量超过共晶碳量，初生碳化物很粗，在磨料的冲击下会碎裂，从而增加了磨损时的失重。 2 混合稀土变质处理对金相组织的影响 图1 试样6B的金相组织200× 图2 试样10B的金相组织200× 图l、2分别为B组试验中碳铬含量相同．来经处理和经稀土变质处理的金相组织。基体组织主要为铬奥氏体加M7C3共晶碳化物。图示表明，稀土的加入对组织最直观的影响是细化晶粒改变碳化物形态
高韧性高铬铸铁衬板和ZGMn13高锰钢的区别研制与应用
高韧性高铬铸铁衬板和ZGMn13高锰钢的区别研制与应用据统计，我国每年消耗的金属耐磨材料约300万吨以上，其中仅冶金矿山消耗的衬板就达10万吨左右。目前我国各类矿山磨机等选矿山用磨机等选矿设备中的衬板等易损件一般都采用ZGMn13高锰钢材质。这类易损件在使用时要承受一定的冲击和磨料磨损，因此其材质应具良好的抗磨性能和一定的冲击韧性。ZGMn13奥氏体高锰钢的冲击韧性很高（ak达200J/cm2），原始硬度不超过HB230，但在高的冲击负荷作用下，工作表面层能够产生硬化效应，其表面硬度可达HRC42-48，而中心仍保持优良的韧性。但如果服役时冲击能量不够，奥氏体高锰钢表面冲击硬化效应不能充分产生，高锰钢表面达不到高硬度，则工体很快磨损。同时高锰钢的屈服极限（δ0.2）较低（约为350Mpa左右），在使用中，尤其是使用前期工件易发生塑性变形。另外球磨机衬板与研磨介质（如磨球）之间还存在一个硬度匹配问题，研磨介质硬度一般应高于衬板硬度HRC3左右较宜，但目前很多厂矿使用的低铬铸铁、高铬铸铁磨球的硬度大大高于高锰钢材板硬度。高锰钢在低冲击负荷下的上述不足常常导致工件的韧性有余而耐磨性不够，磨损失效快，而且变形严重，致使工体寿命短。 Cr>11%的高铬白口铸铁的共晶碳化物为六方晶系的M7C3，（CrFe）7C3硬度为HRM501200-1800，比一般白口铸铁的共晶碳化物Fe3C3（HRV50840-1100）高，同时凝固时（CrFe）7C3 是孤立相，而奥氏体是连续相，因而韧性较普通白口铸铁大有改善，因此是搞磨粒磨损和抗切削磨损的首选材料。国外应用较多，主要用于中低冲击负荷工况条件的衬板、锤头、磨球、渣浆泵过流部件等大中型磨损件。国内外对高铬铸铁的磨损机制、断裂机制、断裂韧性（K1c值）、裂纹扩展机理进行了一系列的研究，结果表明高铬铸铁可通过调整碳化物的大小和形态、二次碳化物量及弥散度以及基体组织（马氏体、奥氏体、索氏体），从而调整性能、满足工作使用要求。近年来国内有关单位也开展了高铬铸铁衬板的研究，其耐磨性可达同工况下高锰钢的2倍以上。但这些材料的韧性仍嫌较低（10×10×55mm无缺口试样的冲击值≤7.3J/cm2）而且含钼、铜等合金元素，生产成本较高。因此这类高铬铸铁仍有待进一步改进和完善。 二．高铬铸铁的成分设计 1．碳和铬 碳和铬的主要作用是保证铸铁中碳化物数量和形态。随着C量提高，碳化物增多；随着Cr/C比的增加，共晶碳化物的形貌经历了由连续网状→片状→杆状连续程度减小的过程，共晶碳化物晶体类型经历由 M3C→M3C+M7C3→M7C3的变化过程。有资料指出：当共晶碳化物不变，且Cr/C为6.6-7.1时，同铬铸铁的断裂纹扩展能力最强。根据这些原理，宜将C量定为3.1-3.6%，Cr量为20-25%。基体中的Cr还可以提高材料的淬透性。 2．镍 其作用是增加高铬铸铁的淬透性，抑制奥氏体基体向珠光体的转变，促进马氏体基的形成。 3．钨 其作用是细化晶粒，提高硬度，增加耐磨性。 4．高效稀土复合变质剂 其作用是脱氧和去硫，从而抑制夹杂物在晶界的偏聚，改善晶界状况；另外，由于稀土元素偏聚、吸附在碳化物择优长大的方向上，使碳化物的生长受到抑制，从而使其变得均匀、孤立，而其他变质元素可以形成弥散分布的碳、氮化合物，阻止晶粒长大，从而细化晶粒。稀土复合变质剂的以上作用不仅改善材料的显微组织，而且可使材料在硬度特别是冲击韧性明显提高。本高效稀土复合变质剂的加入量取0.2-0.5%为宜。 三．高铬铸铁的组织和性能 1．铸态 组织：索氏体+共晶碳化物及条状块壮棒状碳化物。 硬度：HRC48.6，49.3，46.0，49.4，51.7。平均硬度：HRC49。 2．热处理态 经过“正火空冷+回火空冷”的热处理后，硬度平均为HRC60.5，金相组织为马氏体+共晶碳化物+条状块状棒
高铬热处理工艺
高铬铸热处理工艺 化学成分:C2.05，Si1.40，Mn0.78，Cr26.03，Ni0.81，Mo0.35 1、常用的高铬铸铁的热处理工艺是加热到950~1000℃，经保温空冷淬火后再进行 200~260℃的低温回火。 2、高温团球化处理1140~1180℃保温16h空冷却，可以明显提高冲击韧度和耐磨性能。 高温团球化处理可使碳化物全部呈团球状，可消除或减少大块状和连续网状碳化物对基体的隔裂作用，经团球化的碳化物受到更加均匀的基体支撑，特别受到一定数量的奥氏体的支撑。如果适当减少保温时间，对薄截面零件也可以取得效果。该工艺的不足是工艺消耗热能较多。 加热到1050℃，经保温空淬火后再进行550℃的回火,效果会怎么样? 要控制加热速度，最好在650 750 850 时保温一定时间。我以前做过，正火就可以了。硬度能做到61----65HRC 成熟工艺是：铸造后软化退火，便于加工，加工后空冷淬火加低温去应力回火。使用硬度一般要求为HRC58-62，多用于比如渣浆泵零部件等耐磨易损件。 我们这里是高铬生产基地，一般提供Cr24，Cr26，Cr28，Cr15Mo3等，价格是不便宜的。价格要包括中间的软化退火和精加后的淬火及回火。楼主的材料应该叫Cr26 做高铬磨球的，Cr%=10.2~10.5%，C%=2.2~2.7%，Si、S双零以下，要求硬度HRC>58 我们现在用的是淬火液淬火，淬火工艺参数是：650度保温2小时，升温到960度保温3.5小时淬火；回火温度380~400，保温4~6小时。磨球规格φ40-φ80。 工艺是1050淬火+250~350回火 金属耐磨材料在水泥企业的研究和应用 [摘要] 本文从金属耐磨材料的概述、水泥企业常用的耐磨材料以及根据磨损原理具体的选用金属耐磨材料,对金属耐磨材料进行了研究、分析,对其他选用金属耐磨材料给予一定的参考和借鉴。 [关键词] 金属耐磨材料水泥企业研究应用 一、金属耐磨材料的概述 材料的耐磨性不仅决定于材料的硬度Hm,而且更主要的是决定于材料硬度Hm和磨料硬度Ha的比值。当Hm/Ha比值超过一定值后,磨损量便会迅速降低。 当Hm/Ha≤0.5-0.8时为硬磨料磨损,此时增加材料的硬度对材料的耐磨性增加不大。 当Hm/Ha>0.5-0.8时为软磨料磨损,此时增加材料的硬度,便会迅速地提高材料的耐磨性。
两种高铬铸铁在热强碱中的腐蚀行为
第10卷 第4期2002年12月材 料 科 学 与 工 艺MATERIALS SCIENCE &TEC HNOLOGY Vol.10 No.4 Dec.2002 两种高铬铸铁在热强碱中的腐蚀行为 刘钧泉1,李 卫2,涂小慧2 (1.华南理工大学工业装备与控制工程学院,广东广州510640;2.广州有色金属研究院耐磨机械研究所,广东广州510651) 摘 要:高铬铸铁是工业上应用较为广泛的材料之一,但此类材料在热强碱冲刷腐蚀条件下寿命较短.以工业上常用的两种高铬铸铁Cr13和Cr26为试验材料,研究其在热强碱介质中静态浸泡的腐蚀行为,并通过电位-时间曲线、极化曲线实验和电子显微进行了分析.研究结果表明:高铬铸铁在试验介质中的腐蚀分3个阶段,氧化膜的溶解、基体溶解、腐蚀产物保护下的溶解;3个阶段历时不同,第2阶段具有最大的溶解速度;腐蚀形式是均匀腐蚀兼有腐蚀开裂和相界腐蚀;腐蚀开裂在第2阶段就可被观察到并且有可能是第3阶段腐蚀的主要形式;在热强碱介质中静态浸泡时,Cr13的耐腐蚀性能优于Cr26.关键词:高铬铸铁;热强碱;腐蚀 中图分类号:TG174 3+6,TG172 6+3 文献标识码:A 文章编号:1005-0299(2002)04-0374-05 Corrosion behavior of two types of cast iron containing Cr in hot concentrated NaOH solutions LI U Jun quan 1 ,LI Wei 2 ,TU Xiao hui 2 (1.Dept.of Industrial Equipment and Con trol Eng.,South Chi na Univ.of Tech.,Guangzhou 510640,China;2.Wear Resistant Materi als Center,Guangzhou Research Ins titute of Non ferrous Materials,Guangzhou 510651,Chi na) Abstract:High chromium cast iron is widely used in industry,but the service life of this kind of material is short when suffering from wear corrosion in hot concentrated alkaline solution,and there are few researches on the sub ject.This work focuses is on the corrosion behavior of Cr13and Cr26irons when they are immersed in the hot con centra ted alkaline solution.C urves of potential versus time,polarization curves and micrographs are analyzed.It is concluded that the corrosion includes three sta ges:oxidize film dissolution,basic body dissolution and dissolution under the corrosion product.The dissolution of three stages last different period of time,and the highest dissolution rate is in the second sta ge.The c orrosion form is general corrosion with c orrosion cracking and c orrosion at inter face,and the corrosion cracking can be observed in the second stage and may be the chief kind of corrosion in the third stage.The e xperiments demonstrated that Cr13iron resists c orrosion better than C r26when they are immersed in the hot concentrated alkaline solution. Key Words:high Cr cast iron;hot caustic soda;c orrosion 收稿日期:2001-08-18 作者简介:刘钓泉(1947-),男,硕士,高级工程师. 高铬铸铁因其耐腐蚀和耐磨损等综合性能良好而成为酸性、中性及弱碱性工况常用的耐蚀或耐磨蚀材料.这类材料也用在强碱环境,如在氧化铝生产冶金过程中,但在热强碱冲刷腐蚀条件下寿命较短 [1,2] .近 年来,关于低碳钢、1Cr18Ni9Ti 钢及奥氏体镍铸铁在强碱介质中的腐蚀行为的研究[3,4] ,涉及到元素对铁基合 金耐蚀性能的影响[5],以及针对低合金钢、不锈钢在热 强碱介质中的腐蚀开裂 [5~7] 等的研究已见报道;而对 于铸铁材料,有文献讨论了Fe 3C 和其他组织在热强碱介质中的腐蚀行为[8,9],对含M 7C 3的高铬铸铁的研究主要是中性介质的腐蚀磨损 [10,11] ,对在高温强碱介质
简述高铬铸铁轧辊的铸造和应用
简述高铬铸铁轧辊的铸造和应用 摘要：高铬铸铁轧辊现已广泛应用于热轧中宽带钢精轧机组前架及部分小型棒线、型钢精轧机组，以其良好的耐磨性和抗“斑带”性能广受用户的青睐。本文对高铬铸铁轧辊的铸造、热处理过程进行简要阐述，对使用中易出现的问题加以分析。 关键词：高铬铸铁轧辊、耐磨、抗“斑带”、铸造、热处理 一、高铬铸铁轧辊的生产方式 当前，几乎所有的高铬铸铁轧辊均采用离心铸造方式，只是离心机有水平式、立式和倾斜式3中形式。相比较“溢流法”等以前的生产方式，离心铸造可以使少量的高铬铸铁外壳迅速冷却，以便获得更加细小分散的碳化物组织，且生产效率进一步提高。 轧辊的芯部通常采用高强度球墨铸铁，由于外层的铬含量较高，芯部成份中的硅含量和镍含量应较普通轧辊适当提高，以便减少芯部组织中碳化物含量、增强芯部强度。 通常情况下，为防止外层含量较高的铬成份在浇注芯部时向芯部扩散，要在外层浇注完毕时择机浇入过渡层，过渡层铁水可采用中铬铸铁、半钢、灰铸铁等材料。浇入的时间、温度和铁水量要进行严格控制。二、高铬铸铁轧辊的冶金性能 在Fe-Cr-C合金中，如果铬的含量超过15%，渗碳体就会变得不稳定，其将会被具有复杂结构的六边形碳化物M7C3代替，该种碳化物被称为铬碳化物，主要成分为铬和铁，可能含有少量的其它合金元素。高铬铸铁轧辊外层材质的基本特征是显微组织中共晶碳化物以(Cr，Fe)7C3型为主，其显微硬度为1500-1800HV,而渗碳体的显微硬度为1000-1200HV,这也是高铬铸铁轧辊有较强耐磨性能的原因。高铬铸铁轧辊的主要化学成分(%)为：C2.2～3.4，Cr10～25，Mo0.3～4，Ni0.3～3.0。铬碳比(Cr／C)决定了高铬铸铁外层组织中碳化物的类型，C、Cr、Mo等元素的含量决定了碳化物的数量。Ni和Mo的作用一方面是强化基体，另一方面是增加基体组织的淬透性。 对Fe-Cr-C合金系的研究大多基于以下Fe-Cr-C合金相图 生产工艺高铬铸铁一般采用感应电炉或电弧炉熔炼，常用的原料为生铁、废钢、回炉料、铬铁、钼铁，
高铬铸铁耐磨衬板的热处理工艺改进
高铬铸铁耐磨衬板的热处理工艺改进 我公司生产的2号和6号衬板是一种高铬合金铸铁，因其耐热耐磨性能好，广泛用于各大钢铁公司的高炉设备。但由于其脆性大，无论在铸造还是在热处理过程中、极易断裂。据我们过去统计，在热处理时，尺寸约在1000毫米×500毫米×25毫米以下的中小型衬板废品率一般在10～15%，尺寸在此以上的大衬板最高时甚至达到50%左右。由于规格繁多，几何形状多样，生产难度较大，每年的平均废品率一般都在16%左右。走访过一些单位，大家都认为衬板开裂的原因很多，与其铸造内在质量、外观质量、尺寸大小、几何形状、化学成分等多种因素有关。但我们认为主要是热处理加热和冷却条件。这种衬板在加热和冷却过程中体积变化特别突出。加热时其体积增大，而冷却时体积缩小。(1)对同一块衬板来说，加热速度过快，体积增大速度上下不一，造成较大应力，导致开裂。(2)衬板在砂箱中摆放过挤，受热后体积增大受到限制，也会迫使它以开裂方式释放体积变化受阻产生的应力。(3)开裂最多是在出炉后，衬板在砂箱中以空气风冷时，边缘冷却快，体积大幅度收缩，而中部不易冷却，其红热部分收缩量滞后，中部阻止外部收缩，这时中部承受边缘施加的压应力，而边缘收缩受阻承受很大的拉应力，而衬板的韧性又较低，当拉应力达到一定极限后，外部边缘以开裂形式来释放应力。这时如注意观察会发现，裂纹通常起源于衬板冷得最快的长边中段某处,因为这里的应力聚集最大，开口裂得较宽，裂口端部可达3～4毫米，当
中部随时间延长逐渐降温收缩后，边缘与中部的收缩量接近一致，裂口便闭合在一起，然而，很长的裂纹已经产生，甚至断开。 所以我们认为冷却和加热过程中，在同一块衬板上的温度一致性，是保证衬板不裂的决定性因素。裂因明确后，在加热过程中，我们采取逐步升温、均温的方法，这与老方法基本相同，目的使同一块衬板均匀受热，各部分膨胀系数基本一样，但必须注意要将大衬板摆放在宽松的工装或砂箱内，让其可以有足够的空间膨胀。这样通常可以保证衬板在炉中不裂。衬板出炉时是最关键的步骤。冷却速度的快慢决定着硬度的高低，而同一块衬板上如何均温冷却，决定着裂与不裂。为此，我们做了大量的工作，用风吹、向中部喷水雾，但都不具备良好的可操作性，尤其是喷水雾，尽管可以使硬度提高、开裂率下降，但对操作者的要求太严，不能有任何粗心大意，在生产实际中很难实施，只能停留在实验中。最后，我们采取分批单件散开，即在台车炉加热衬板出炉时，迅速将其中的一砂箱吊离炉底板，并立刻一块一块散开空冷。为防止台车上的衬板出炉后，边缘与其中部随时间延长造成较大温差，一定要及时将台车开进炉内均温，均温时不送电、炉门可以不全关。目的是防止衬板边沿变暗或使已稍变暗的边沿回温，以保证其均温效果。第一批散开后，再出第二批砂箱，如此直到全炉衬板出完。最后一批出炉的衬板，温度一般控制在仪表显示760℃以上，其硬度值不受影响。这样便解决了衬板均温快速冷却的问题。这一方法效果非常明显，不仅不易出现开裂，而且衬板中部与边缘基本同时冷却，冷却过程中各处的体积收缩速度趋于一致，产生的
高铬铸铁的热处理
高铬铸铁的热处理 1. 退火 由于高铬制品其铸态硬度较高，为改善工件的机械加工性能，所有毛坯必须进行必要的软化退火处理。 具体工艺( 以壁厚不超过100mm且外形较复杂铸件为例) 如下。 首先将需处理工件在室温下装入热处理炉，然后随炉缓慢升温至400 ℃左右进行保温1 ～2h，随后将炉温升至600 ℃再进行保温1 ～2h，之后以不超过150 ℃/ h的温升速度，将炉温快速升至950 ℃后进行2 ～3h 的保温，而后停止加热，待炉温自然降至820 ℃左右，此后可控制电炉以10 ～15 ℃/ h 的温降速度将炉温降至700 ～720 ℃，并在此温度保温4 ～6h ( 工件越厚其保温时间应越长) 后停炉，工件可视情况随炉冷却或出炉置于静止的空气中冷却至室温( 以获得珠光体基体，满足性能要求，便于切削加工) 。 具体生产中，若所处理工件形状较为简单，也可采用较快速的退火工艺，即在温升至950 ℃并保温3h 后停炉，之后可随炉冷却至400 ℃左右，然后打开炉门，继续冷却至300 ℃以下，工件即可出炉空冷。 工件退火后可进行机械加工，由于高铬白口铸铁在淬火过程中尺寸变化比铸钢和灰铸铁小的多，一般无须矫正尺
寸，对于按工艺要求需磨削加工的工件所留磨削量也可很小。 2. 淬火 将机械加工后的工件室温装炉，以小于80 ℃/ h 的温升速度将炉温升至600 ℃( 若工件较厚或形状较复杂，可在温升至300 ℃、400 ℃、500 ℃、600 ℃时分别给予0. 5h 的保温) ，之后以不超过150 ℃/ h 的温升速度将炉温升至淬火温度950 ～980 ℃后进行保温，保温时间为2～4h ( 视工件厚薄不同保温时间有所差别，越厚保温时间越长) ，而后将工件快速出炉进行空冷，若遇环境气温较高，淬火时应辅以强风和水雾喷洒，以强化冷却，淬火工艺曲线如图2 所示。 3. 回火 为降低铸件残余应力和脆性，并保持其淬火得到的高硬度和耐磨性，同时也使马氏体得以回火，以及残余奥氏体有所减少，应对淬火后的工件再进行230 ～260 ℃的回火处理。具体工艺为: 将工件在室温状态下装炉，再升温至230 ～260 ℃，保温3 ～6h，之后出炉空冷。
高铬铸铁衬板裂纹原因分析.
第２９卷第６期 ２００８年１２月 热处理技术与装备 ＲＥＣＨ砌ＪＩＳＨＵ ＹＵＺＨＵＡＮＧＢＥＩ Ｖｄ．２９．Ｎｏ．６ Ｄｅｃ．，２００８ ?现场经验? 高铬铸铁衬板裂纹原因分析 李振球１，付向上１，杨乘东２，程翔１ （１．江铜集团德兴铸造有限公司，德兴江西３３４２２４；２．昆明理工大学材料学院，云南昆明６５００２１）摘要：分析高铬铸铁的大型立磨机衬板热处理过程中产生裂纹的原因，结果表明：预埋铁设计放置 位置欠佳，造成产品的铸造残余应力过大。以至于在热处理加热时的临时热应力与铸造残余应力叠 加，而使预埋铁的近区产生裂纹。 关键词：裂纹；铸造残余应力；临时热应力；预埋铁中图分类号：ＴＧｌ６３文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３－４９７１（２００８）０６—００６１－０２
ＴｈｅＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＲｅａｓｏｎｓＦｏｒｍｅｄＣｒａｃｋｌｅｓｉｎｔｈｅ??Ｕｎｄｅｒｂｏａｒｄｉｎｇｏｆ ＩＩｉｇｈ ＣｒＣａｓｔＩｒｏｎ ＬＩ Ｚｈｅｎｇ—ｑｉｕｌ，Ｆｕ Ｘｉｎｇ—ｓｈａｎ９１，ＹＡＮＧ Ｃｈｅｎｇ－ｄｏｎ矿，ＣＨＥＮＧ Ｘｉａｎｇ （１．ＤｅｂｕｇＣａｓｔｉｎｇＣｏ．Ｌｔｄ．，ＪｉａｎｇｘｉＣｏｐｐｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｓｅｘｉｎｇ ＪｉａＩＩ鲥３３４２２４，Ｃｈｉｎａ； ２．ＣｏｎｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＫｕｎｍｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｆｆｌ，ＫｕｎｍｉｎｇＹｕｎｎａｎ６５００２１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｓｉｓｅｄｔｈｅ ｒ，ＢＲ，．ｑｏｎ８ ｆｏｒｍｅｄｃｒａｃｋｌ伪ｉｎｔｈｅｕｎｄｅｒｂｏａｒｄｉｎｇｔｈａｔｌｎａｄｅｏｆｈｉ曲Ｃｒ
高铬铸铁(上篇)
铮铮硬骨高铬铸铁（上篇）2009-8-5 17:20:49 高铬白口抗磨铸铁（以下简称高铬铸铁）是一种性能优良而受到特别重视的抗磨材料。它以比合金钢高得多的耐磨性，和比一般白口铸铁高得多的韧性、强度，同时它还兼有良好的抗高温和抗腐蚀性能，加之生产便捷、成本适中，而被誉为当代最优良的抗磨料磨损材料之一。 高铬铸铁属金属耐磨材料、抗磨铸铁类铬系抗磨铸铁的一个重要分支，是继普通白口铸铁、镍硬铸铁而发展起来的第三代白口铸铁。早在1917年就出现了第一个高铬铸铁专利。高铬铸铁一般泛指含Cr量在11-30%之间，含C量在2.0-3.6%之间的合金白口铸铁。我国抗磨白口铸铁国家标准（GB/T8623）规定了高铬白口铸铁的牌号、成分、硬度及热处理工艺和使用特性。其典型成分及工艺如下表： 表1高铬铸铁的牌号及化学成分（GB/T 8623） %
表2高铬铸铁的硬度（GB/T 8623）
表3 高铬铸铁件热处理规范（GB/T 8623）
美国高铬铸铁执行标准为ASTMA532M，英国为BS4844，德国为DIN1695，法国为NFA32401。俄罗斯在前苏联时期曾研制了12-15%Cr、3-5.5%Mn，壁厚达200mm 的球磨机衬板，现执行?OCT7769标准。特别值得一提的是在近一个世纪里，曾为抗磨白口铸铁做出了卓越贡献的美国克莱梅克斯（Climax）钼业公司。1928年该公司首先发明了镍硬铸铁，把抗磨铸铁科技推向了一个空前高度。1974年为纪念国际GIFA，在杜赛尔多夫展览会上展示了名为“神秘1号”和“神秘2号”。即经典的高铬抗磨铸铁153（Cr15Mo3）和1521（Cr15Mo2Cu），现如今克莱梅克斯公司执行高铬铸铁标准如下，栏主提示大家这是特别值得一看的。
金属材料学习题
安徽工业大学金属材料学习题 ※第一章钢的合金化原理 1．名词解释： 1）合金元素； 2）微合金元素； 3）合金钢； 4）微合金钢；5）奥氏体形成元素； 6）铁素体形成元素； 7）原位析出（转变）；8）离位析出（转变）； 9）晶界内吸附； 10）二次淬火；11）二次硬化 2．合金元素V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al中哪些是铁素体形成元素？ 哪些是奥氏体形成元素？哪些能在α-Fe中形成无限固溶体？哪些能在γ-Fe 中形成无限固溶体？ 3．阐述主要合金元素对扩大或缩小γ相区的影响，并说明利用此原理在生产中有何意义？ 4．简述合金元素对铁碳相图（如共析碳量等临界点）的影响。 5．说明合金钢中碳化物形成元素（V，Cr，Mo，Mn等）所形成的碳化物基本类型及其相对稳定性。 6．主要合金元素（V，Cr，Ni，Mn，Si，B等）对过冷奥氏体冷却转变影响的作用机制。 7．合金元素对马氏体转变有何影响？ 8．如何利用合金元素来消除或预防第一次、二次回火脆性？ 9．如何理解二次硬化与二次淬火两个概念的异同点。 10．一般地，钢有哪些强化与韧化途径？ 5※第二章工程结构钢 1. 名词解释： 1）热脆；2）冷脆；3）蓝脆；4）氢脆；5）双相钢；6）针状铁素体钢 2. 对工程结构钢来说，为何考虑低碳?普通碳素钢的主要局限性是哪些? 3. 对高强度低合金钢的基本性能要求是什么？ 4. 合金元素在低合金高强度结构钢中的主要作用有哪些？ 5. 什么是微合金钢？哪些是生产微合金钢的主要添加元素？ 6.微合金化元素在微合金化钢中的作用是什么？ 7. 低碳贝氏体钢的合金化有何特点？ 8.说明针状铁素体的合金化与形成特点? 9.双相钢的组织与性能有何特点? 5※第三章机械制造结构钢 1．名词解释 1）调质钢；2）液析碳化物；3）带状碳化物；4）网状碳化物；5）水韧处理；6）超高强度钢 2．对调质钢、弹簧钢进行成分、热处理、组织及性能的比较，并熟悉各自主要钢种。
高锰钢、高铬铸铁
高锰钢衬板、锤头、筛条、颚板等是目前水泥厂最为广泛使用的铸钢件，它以高的耐磨性，良好的韧性和经济性深受欢迎。 高锰钢的特点：高锰钢具有良好的塑性和冲击韧性，在外力冲击下表面产生硬化层，已硬化的表面层被磨损以后，出现新的表面层，又继续被加工硬化。因此，高锰钢铸件是有高的表面耐磨性，·里面部分仍保留原机械性能。因为高锰钢具有以上特点，所以目前世界上还未有任何耐磨材料可完全代替高锰钢。 高铬抗磨铸铁的特性及应用 含铬量为12。30％，含碳量为2．4。3．6％的高铬铸铁，通过高合金化 和热处理手段可得到马氏体或奥氏体或二者混合型的基体以及铬的特殊 碳化物。这种特殊碳化物为呈六角晶系的Me，C，，其硬度高达HVl200。1600，远高于渗碳体型碳化物和常见的矿物磨检的硬度。这类碳化物的存 在是高铬铸铁获得高抗磨性的主要原因、此外，高铬铸铁中的共晶结构与 一般铸铁中的莱氏体不同。一般铸铁中的莱氏体呈连续网状，而合高铬的 共晶碳化物呈断开的块、条状态。相当于在基体上镶嵌入高硬度的颗粒。 因此，不仅抗磨性好，而且大大削弱了高硬度相的脆化作用，相对而言有 较好的韧性。 高铬铸铁中的高硬度马氏体基体，强有力地支承碳化物颗粒，避免工 作过程中碳化物从磨损表面脱落，保证了材料的高抗磨性。因此高铬铸铁 作为高抗磨材料已有效地应用于破碎、研磨、物料输送等机械和冶金设 备。尤其在磨料磨损和冲击磨损的机件(如：破碎机滚筒、料仓衬板、高 炉料钟、料斗、运煤槽衬板、磨煤机辊套、轧辊、渣浆泵过流部件等)方 面应用更为广泛。 通过分析衬板在正常的工况条件下的磨损机理及材料相应的特性,确定衬板合理的 组织和化学成分,研制中碳低合金耐磨钢ZG40Cr2SiMnMoV,机械性能:σb≥1 200 MPa, HRC≥50, αK≥18 J/cm2.试制后测定工艺性,结合生产实际,制订各工序的操作要点和工艺参数,正式投产,产品符合设计要求,使用寿命为高锰钢衬板的2～3倍,成本持平,是高锰钢理想的替代材料.
高铬合金耐磨铸铁生产技术
高铬合金耐磨铸铁生产技术（转 一、高铬铸铁的熔炼 1. 高铬铸铁化学成分( 见下表) 2. 原料要求 另外，还需工业纯铜和废旧电极块( 用于调整碳含量) 等。 3. 熔炼工艺要求 ( 1) 出炉温度高铬铸铁的熔点比一般铸铁高，约为1200 ℃，出炉温度约为1500 ℃，熔炼选用中频感应电炉。 ( 2) 炉衬采用酸性或碱性炉衬均可，炉衬的配比、打结、烘干和烧结均按常规工艺进行。 ( 3) 装料一般按正常顺序加料，先将灰生铁、钼铁等难熔铁合金装入炉底，而后将废钢等按照下紧上松的原则装填( 有助于塌料) 。 ( 4) 送电熔化将电炉功率调至最大进行熔化，由于Cr 的熔炼损耗较大( 约5 % ～15 %) ，故铬铁应在最后加入，通常是待废钢全部熔化后加入烤红的铬铁。 ( 5) 脱氧待金属炉料全部熔化并提温至1480 ℃后，再加入锰铁、硅铁及铝进行脱氧。 ( 6) 浇注在中频感应炉中熔化，温度不必太高，温度达到1480 ℃时即可出炉，铁液在包内应停留一段时间进行镇静，视工件大小不同可在1380 ～1410 ℃之间进行浇注。 二、生产工艺要点
(1) 高铬铸铁铸造性能较差，其热导率低，塑性差，收缩量大，且有大的热裂和冷裂倾向，在铸造工艺上要将铸钢和铸铁的特点结合起来考虑，必须充分注意铸件的补缩问题，其原则与铸钢件相同( 采用冒口和冷铁，且遵循顺序凝固原理) 。由于合金中铬含量高，易在铁液表面结膜，所以看起来铁液流动性差，但实际上流动性较好。 ( 2) 造型宜采用水玻璃硅砂等强度高且透气性好的砂型，涂料应采用耐火度高的高铝粉或镁粉与酒精混合拌制。另外，为获得细晶粒组织和好的表面质量，在铸件外形不太复杂的情况下，金属型铸造也被广泛采用。 ( 3) 高铬铸铁的收缩量与铸钢相近，模样制作上其线收缩率可按1. 8 % ～2 % 进行计算。在砂型制作上，其冒口大小可按碳钢的规定进行计算，而浇注系统则按灰铸铁计算，但需把各截面积增加20 % ～30 % 。浇冒口的选择应注意两个方面: 一是要保证铸件工作带( 使用部位) 的质量; 二是要尽量提高铸件的成品率。 ( 4) 由于高铬铸件的冒口不易切除，因此造型时在冒口形式上宜采用侧冒口或易割冒口。 ( 5) 在具体零件的铸造工艺设计上，要注意不能让铸件出现受阻收缩，以免造成开裂。另外，浇注后开箱温度过高也极易造成铸件开裂，540 ℃以下的缓冷是十分必要的，应使铸件在铸型中充分冷却，然后再开箱清砂，或开箱后先勿清砂而堆在一起( 铸件、浇冒系统等) 围干砂缓冷。开箱周围环境必须保持干燥，不得潮湿有水，否则极易造成铸件裂纹。 ( 6) 浇注温度要低，有利于细化树枝晶和共晶组织，而且可避免出现因温度过高而造成的收缩过大及表面粘砂等缺陷。浇注温度一般比其液相线( 1290 ～1350 ℃) 高55 ℃左右，轻小件一般控制在1380 ～1420 ℃，壁厚100mm以上的厚重件控制在1350 ～1400 ℃。 三、高铬铸铁的热处理 1. 退火 由于高铬制品其铸态硬度较高，为改善工件的机械加工性能，所有毛坯必须进行必要的软化退火处理。 具体工艺( 工艺曲线见图1 ，以壁厚不超过100mm且外形较复杂铸件为例) 如下。 首先将需处理工件在室温下装入热处理炉，然后随炉缓慢升温至400 ℃左右进行保温1 ～2h，随后将炉温升至600 ℃再进行保温1 ～2h，之后以不超过150 ℃/ h的温升速度，将炉温
高铬耐磨铸铁
2)高铬耐磨铸铁 70年代西安交通大学等单位开始引入高铬白口铁作为衬板及其它零件材料，并在热处理及推广应用上做了不少工作;同期山东工业大学率先在高铬及锰、钨、钒系白口铁的碳化物团球化方面开展了卓有成效的研究，使白口铁韧性有了成倍的提高，并成功地将球化高铬白口铁用于生产衬板及其它零件，不仅用于国内，还有批量出口，为此于1988年获得国家发明二等奖。此后，合肥工业大学、北京钢院、沈阳铸造所等单位在这一领域也做了大量的研究和推广应用工作。高铬铸铁中含Cr高达12--28%。由于Cr的大量加人，其组织中碳化物由连续网状的M3C型转变为断续板条状的M7C3型，从而使得其对基体的破坏作用大为减小，材质韧性有所提高。但因高铬白口铁固有的韧性偏低 (ak=3--5J/cmZ)、耐蚀性差的缺点、成本偏高以及它在湿态下的磨损寿命并不高，致使其在国内应用还是有限。尽管如此，其在一般工矿条件下表现出的优良耐磨性仍使其得到广泛应用。 高铬铸铁是抗磨料磨损的王牌材料，该材料的初始硬度高，但是冲击韧度差不抗冲击，如果是单纯的磨料磨损，它的使用寿命是高锰钢的5-10倍。 化学成分： 机械性能: Cr>11%的高铬白口铸铁的共晶碳化物为六方晶系的M7C3，（CrFe）7C3硬度为HRM501200-1800，比一般白口铸铁的共晶碳化物Fe3C3（HRV50840-1100）高，同时凝固时（CrFe）7C3 是孤立相，而奥氏体是连续相，因而韧性较普通白口铸铁大有改善，因此是搞磨粒磨损和抗切削磨损的首选材料。国外应用较多，主要用于中低冲击负荷工况条件的衬板、锤头、磨球、渣浆泵过流部件等大中型磨损
件。国内外对高铬铸铁的磨损机制、断裂机制、断裂韧性（K1c值）、裂纹扩展机理进行了一系列的研究，结果表明高铬铸铁可通过调整碳化物的大小和形态、二次碳化物量及弥散度以及基体组织（马氏体、奥氏体、索氏体），从而调整性能、满足工作使用要求。近年来国内有关单位也开展了高铬铸铁衬板的研究，其耐磨性可达同工况下高锰钢的2倍以上。但这些材料的韧性仍嫌较低（10×10×55mm无缺口试样的冲击值≤7.3J/cm2）而且含钼、铜等合金元素，生产成本较高。因此这类高铬铸铁仍有待进一步改进和完善。 3)中碳合金钢 这类合金钢衬板组织类型有马氏体、马氏体一贝氏体、贝氏体等，热处理工艺上有水淬、油淬、空淬、等温淬火、分级淬火、亚临界处理等，且大多都是瞄准湿态工况下的磨机衬板。如贝氏体组织强韧性配合良好，自从Bain在上世纪20年代末发现这种组织以来，贝氏体组织的特殊性能日益受到重视，其研究应用工作得到广泛开展。上世纪70年代，贝氏体球墨铸铁的发明，被誉为“本世纪铸铁冶金领域重大发明”。贝氏体钢和贝氏体球墨铸铁目前正成为耐磨材料领域的研究热点。这类合金钢衬板从应用效果上看，寿命比锰钢衬板有一定幅度的提高。如合肥水泥研究院研制的高碳中铬钢、中碳多元合金钢衬板，在湿法水泥磨、铜矿、钥矿等方面的多家用户使用中取得了良好的效果;西安交通大学等单位研制的中铬钢，在湿法铁矿下的寿命预计可达4400小时;洛阳工学院40SIMnZCrM。Cu衬板在金矿湿式磨机上试用寿命为2一10个月;50siMnZcrMocu 衬板，在湿式碱性铝矿磨机上应用，按4个月时检查的情况推测寿命为一年。但是，中碳合金钢韧性与耐蚀性不够。 4)橡胶 橡胶衬板己经在湿磨机上得到应用，取得了良好的使用效果，特别是降低噪音方面。各种系列的材质都各有优缺点，在选用衬板材质时首先考虑到不同工况条件下材料表现出不同的耐磨性;同时保证衬板安全可靠使用的前提。橡胶内衬选用的是耐磨橡胶，厚度约为50~，比石质衬板薄(约1/3~1/4)，同时因为橡胶比重较小，故其总重量只有石质衬板的1/6左右，且具有以下优点:(l)同型号球磨机内部有效工作空间增加10%一20%;(2)球磨机自重小，为石质衬板的500/0左右，工作电耗大大降低;(3)工作噪音低;(4)使用寿命长，更换容易。